Tài liệu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (gis) trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên ở huyện bình đại bến tre

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN PHI UY VŨ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) TRONG QUẢN LÝ KHAI THÁC VÀ BẢO VỆ NGUỒN LỢI NGHÊU TỰ NHIÊN Ở HUYỆN BÌNH ĐẠI – BẾN TRE LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật khai thác thủy sản Mã số: 60.62.03.04 Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Văn Tính Khánh Hòa, 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu khoa học một cách độc lập của riêng tôi trong đề xuất ý tưởng và tổ chức triển khai thực hiện, đánh giá và rút ra các kết luận khoa học. Đồng thời, cũng là cá nhân chủ trì và tham gia tổ chức triển khai các hoạt động của một số đề tài ở Bến Tre, hợp phần STOFA của Chương trình FSPS II tỉnh Bến Tre, làm cơ sở đầu vào cho việc nghiên cứu. Những kết quả nghiên cứu và những kết luận trong Luận văn chưa từng được một ai công bố hoặc sử dụng để bảo vệ một học vị nào; trong suốt quá trình thực hiện luận văn không xảy ra tranh chấp gì với các tổ chức, cá nhân khác. Các số liệu được sử dụng trong Luận văn là trung thực, các trích dẫn đều được chỉ rõ nguồn tài liệu và tác giả. Tác giả Luận văn Nguyễn Phi Uy Vũ ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này xuất phát từ nhu cầu thực tế về quản lý nguồn lợi nghêu nói riêng, quản lý các đối tượng thủy sản nói chung ở tỉnh Bến Tre. Tuy nhiên, hiện nay việc đưa ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào quản lý thủy sản còn nhiều hạn chế, một số ứng dụng GIS vào quản lý nuôi trồng thủy sản đã được áp dụng, nhưng chưa đồng bộ. Đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên ở huyện Bình Đại – Bến Tre” đặt ra với mục đích hỗ trợ công cụ nâng cao hiệu quả quản lý tại địa phương. Đề tài được sự ủng hộ và góp ý chân thành của giáo viên hướng dẫn khoa học về nội dung thực hiện để đáp ứng mục tiêu đặt ra từ khi xây dựng đề cương đến khi hoàn thành báo cáo luận văn. Chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình về học thuật, chuyên môn của TS. Hoàng Văn Tính, quý thầy trong Viện Khoa học và Công nghệ khai thác thủy sản, Trường Đại học Nha Trang. Xin chân thành cám ơn Sở Khoa học và Công nghệ Bến Tre, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Bến Tre, Chi cục nuôi thủy sản Bến Tre, UBND xã Thới Thuận, UBND xã Thừa Đức, huyện Bình Đại, các HTX thủy sản Đồng Tâm và Rạng Đông đã tạo điều kiện trong quá trình khảo sát thực địa, thu thập thông tin, số liệu,… để phục vụ đề tài này. Chân thành cám ơn Ban chủ nhiệm Dự án Việt Nam - Đan Mạch (CLIMEEViet) “Biến đổi khí hậu và các hệ sinh thái cửa sông của VN” đã tài trợ một phần học bổng của khóa học. Đồng thời cám ơn các đồng nghiệp, các phòng ban chuyên môn, ban lãnh đạo Viện Hải dương học đã động viện tinh thần, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa học và đề tài này. Trân trọng cảm ơn! Nguyễn Phi Uy Vũ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................................... vi DANH MỤC BẢNG .....................................................................................................vii DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 4 1.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ ........................................... 4 1.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý ......................................................................4 1.1.2. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý .......................................................4 1.1.3. Nguồn dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý .........................................................5 1.2. ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ NGUỒN LỢI THỦY SẢN ....................... 6 1.2.1. Ứng dụng GIS trong quản lý nghề cá trên thế giới ...............................................6 1.2.2. Ứng dụng GIS trong quản lý nghề cá ở Việt Nam ................................................9 1.3. TÌNH HÌNH CHUNG VỀ QUẢN LÝ NGUỒN LỢI NGHÊU ............................. 11 1.3.1. Đặc điểm nguồn lợi nghêu...................................................................................11 1.3.2. Tình hình nghiên cứu và quản lý nguồn lợi trên thế giới ....................................14 1.3.3. Tình hình nghiên cứu và quản lý nguồn lợi nghêu ở Việt Nam .......................... 16 1.4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG VEN BIỂN BÌNH ĐẠI ..................................... 18 1.4.1. Vị trí địa lý ...........................................................................................................18 1.4.2. Khí hậu, thời tiết ..................................................................................................18 1.4.3. Gió mùa ...............................................................................................................19 1.4.4. Thủy Triều ...........................................................................................................20 1.4.5. Địa hình vùng biển ven bờ ..................................................................................20 1.4.6. Đặc điểm thủy văn, dòng chảy ............................................................................21 1.4.7. Nhiệt độ nước biển. ............................................................................................. 21 1.4.8. Đặc điểm môi trường nước và nguồn lợi ............................................................ 21 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................... 25 2.1. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ....................................................... 25 iv 2.1.1. Vùng nghiên cứu .................................................................................................25 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 26 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 26 2.2.1. Phương pháp điều tra và thu thập số liệu ............................................................ 26 2.2.2. Phương pháp nghiêu cứu đặc điểm phân bố nguồn lợi nghêu ............................ 27 2.2.3. Phương pháp đánh giá thực trạng khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu .............28 2.2.4. Phương pháp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu ............................................................................................. 29 2.2.5. Phương pháp xây dựng phần mềm ứng dụng ......................................................30 2.2.6. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu .............................................................. 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................... 32 3.1. TÌNH HÌNH BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH PHÂN BỐ VÀ SẢN LƯỢNG NGHÊU Ở HUYỆN BÌNH ĐẠI.............................................................................................. 32 3.1.1. Vùng phân bố nghêu ở huyện Bình Đại .............................................................. 32 3.1.2. Tình hình biến động diện tích vùng nghêu ở huyện Bình Đại ............................ 34 3.1.3. Tình hình biến động sản lượng và năng suất nghêu ở huyện Bình Đại ..............37 3.2. THỰC TRẠNG QUẢN LÝ KHAI THÁC VÀ BẢO VỆ NGUỒN LỢI NGHÊU Ở BÌNH ĐẠI............................................................................................................. 42 3.2.1. Hệ thống tổ chức quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu ......................... 42 3.2.2. Thực trạng quản lý khai thác nghêu ở Bình Đại..................................................45 3.2.3. Thực trạng hoạt động bảo vệ nguồn lợi nghêu ....................................................48 3.2.4. Đánh giá thực trạng quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu Bình Đại......49 3.3. PHÂN TÍCH SWOT TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ NGUỒN LỢI NGHÊU Ở HUYỆN BÌNH ĐẠI.............................................................................................. 51 3.4. ỨNG DỤNG GIS QUẢN LÝ KHAI THÁC VÀ BẢO VỆ NGUỒN LỢI NGHÊU TỰ NHIÊN Ở HUYỆN BÌNH ĐẠI – BẾN TRE ................................................. 55 3.4.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS quản lý nguồn lợi nghêu ........................................55 3.4.2. Xây dựng bản đồ vùng bãi triều phân bố nghêu..................................................58 3.4.3. Phân bố và mật độ nghêu theo thời gian ............................................................. 61 3.4.4. Phân vùng thích hợp quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu ....................66 3.4.5. Tích hợp hệ thống bản đồ vào Google Earth .......................................................70 v KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ................................................................................ 74 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 74 KHUYẾN NGHỊ ........................................................................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 76 PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................... 82 PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................... 88 PHỤ LỤC 3 ................................................................................................................... 89 vi BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT CZAP: Đới bờ Châu Á -Thái Bình dương ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long DT: Diện tích FAO: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc FARM: Quản lý nguồn lợi thông qua trang trại GIS: Hệ thống thông tin địa lý GPS: Hệ thống định vị toàn cầu HTX: Hợp tác xã ICM: Quản lý tổng hợp đới bờ KT-XH: Kinh tế xã hội MSC: Hội đồng Bảo tồn biển quốc tế NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn NTTS: Nuôi trồng thủy sản PRA: Đánh giá nhanh có sự tham gia cộng đồng QL: Quản lý SL: Sản lượng SWOT: Điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội, thách thức TCCC: Trứng cá cá con TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh TSDV: Hiển thị dữ liệu khảo sát lưới kéo UBND: Ủy ban nhân dân VCLL: Vật chất lơ lửng CNTT: Công nghệ thông tin vii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Biến động diện tích phân bố nghêu ở Bình Đại từ 2008 - 2012 ...................35 Bảng 3.2: Biến động diện tích phân bố nghêu ở HTX Đồng Tâm từ 2008 - 2012 .......36 Bảng 3.3: Biến động diện tích phân bố nghêu ở HTX Rạng Đông từ 2008 - 2012 ......37 Bảng 3.4: Biến động sản lượng phân bố nghêu ở Bình Đại từ 2008 - 2012 .................38 Bảng 3.5: Biến động sản lượng nghêu ở HTX Đồng Tâm từ 2008 - 2012 ...................40 Bảng 3.6: Biến động năng suất nghêu ở HTX Đồng Tâm từ 2008 - 2012 ....................40 Bảng 3.7: Biến động sản lượng nghêu ở HTX Rạng Đông từ 2008 - 2012 ..................41 Bảng 3.8: Biến động năng suất nghêu ở HTX Rạng Đông từ 2008 - 2012 ..................41 Bảng 3.9: Điểm mốc vùng quản lý của HTX Đồng Tâm ..............................................59 Bảng 3.10: Điểm mốc vùng quản lý của HTX Rạng Đông ...........................................60 Bảng 3.11: Mật độ phân bố nghêu tại các trạm khảo sát ở HTX Đồng Tâm ................62 Bảng 3.12: Mật độ phân bố nghêu tại các trạm khảo sát ở HTX Rạng Đông ...............64 Bảng 3.13: Sản lượng nghêu khai thác hàng năm ở HTX Đồng Tâm theo phân vùng .68 Bảng 3.14: Sản lượng nghêu khai thác hàng năm ở HTX Rạng Đông theo phân vùng 69 Bảng 3.15: Tọa độ các trạm canh bãi nghêu của các HTX ...........................................70 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý .................................................5 Hình 1.2: Các nguồn dữ liệu của hệ thống GIS ............................................................... 5 Hình 1.3: Bản đồ vị trí huyện Bình Đại trong tỉnh Bến Tre ..........................................19 Hình 2.1: Sơ đồ vị trí nghiên cứu và khảo sát bãi nghêu ở huyện Bình Đại – Bến Tre 25 Hình 3.1: Bản đồ vùng phân bố nghêu giống và thương phẩm ở HTX Đồng Tâm ......33 Hình 3.2: Bản đồ vùng phân bố nghêu giống và thương phẩm ở HTX Rạng Đông .....33 Hình 3.3: Diện tích bãi nghêu ở huyện Bình Đại so với toàn tỉnh Bến Tre ..................34 Hình 3.4: Diện tích (ha) nghêu ở huyện Bình Đại từ năm 2008 - 2012 ........................ 35 Hình 3.5: Diện tích (ha) nghêu ở HTX Đồng Tâm từ năm 2008 - 2012 .......................36 Hình 3.6: Diện tích (ha) nghêu ở HTX Rạng Đông từ năm 2008 - 2012 ......................37 Hình 3.7: Biến động sản lượng nghêu ở huyện Bình Đại từ 2008 – 2012 ....................39 Hình 3.8: Biến động sản lượng nghêu ở HTX Đồng Tâm từ 2008 – 2012 ...................40 viii Hình 3.9: Biến động sản lượng nghêu ở HTX Rạng Đông từ 2008 – 2012 ..................41 Hình 3.10: Sơ đồ hệ thống tổ chức quản lý khai thác và bảo vệ nghêu Bến Tre ..........42 Hình 3.11: Sơ đồ tổ chức hoạt động của hợp tác xã ......................................................44 Hình 3.12: Sơ đồ tổ chức hoạt động điều hành của ban quản trị hợp tác xã .................45 Hình 3.13: Giao diện ứng dụng GIS quản lý nghêu ......................................................56 Hình 3.14: Giao diện liên kết phần mềm quản lý bản đồ Mapinfo ............................... 57 Hình 3.15: Giao diện tích hợp với Google Earth .......................................................... 57 Hình 3.16: Giao diện tích hợp phần mềm Excel ........................................................... 58 Hình 3.17: Số hóa chuyển từ ảnh vệ tinh (Raster) thành bản đồ số (Vector)................59 Hình 3.18: Vùng quản lý của HTX Đồng Tâm ............................................................. 60 Hình 3.19: Vùng quản lý của HTX Rạng Đông ............................................................ 60 Hình 3.20: Bản đồ vùng phân bố nghêu ở HTX Đồng Tâm .........................................61 Hình 3.21: Bản đồ vùng phân bố nghêu ở HTX Rạng Đông ........................................61 Hình 3.22: Mật độ nghêu ở HTX Đồng Tâm tháng 9/2012 ..........................................62 Hình 3.23: Phân bố mật độ nghêu ở HTX Đồng Tâm tháng 9/2012 ............................ 63 Hình 3.24: Mật độ nghêu ở HTX Đồng Tâm tháng 3/2013 ..........................................63 Hình 3.25: Phân bố mật độ nghêu ở HTX Đồng Tâm tháng 3/2013 ............................ 64 Hình 3.26: Mật độ nghêu ở HTX Rạng Đông tháng 9/2012 .........................................65 Hình 3.27: Phân bố mật độ nghêu ở HTX Rạng Đông tháng 9/2012 ........................... 65 Hình 3.28: Mật độ nghêu ở HTX Rạng Đông tháng 3/2013 .........................................66 Hình 3.29: Phân bố mật độ nghêu ở HTX Rạng Đông tháng 3/2013 ........................... 66 Hình 3.30: Phân vùng quản lý nguồn lợi nghêu HTX Đồng Tâm ................................ 67 Hình 3.31: Phân vùng quản lý nguồn lợi nghêu HTX Rạng Đông ............................... 67 Hình 3.32: Sản lượng nghêu (tấn) năm 2012 ở HTX Đồng Tâm ..................................68 Hình 3.33: Sản lượng nghêu (tấn) năm 2012 ở HTX Rạng Đông.................................69 Hình 3.34: Trạm bảo vệ bãi nghêu trên đất liền và trên biển ........................................70 Hình 3.35: Vùng bãi triều các HTX quản lý trên Google Earth ....................................71 Hình 3.36: Phân vùng quản lý nguồn lợi nghêu HTX Đồng Tâm trên Google Earth ...71 Hình 3.37: Phân vùng quản lý nguồn lợi nghêu HTX Rạng Đông trên Google Earth..72 Hình 3.38: Trạm bảo vệ bãi nghêu HTX Đồng Tâm trên Google Earth .......................72 Hình 3.39: Trạm bảo vệ bãi nghêu HTX Rạng Đông trên Google Earth ......................73 ix DANH MỤC HÌNH PHỤ LỤC Hình PL1: Xu thế biến động diện tích nghêu ở Bình Đại từ năm 2008 – 2012 ............82 Hình PL2: Xu thế biến động diện tích nghêu ở HTX Đồng Tâm từ năm 2008 - 2012 .82 Hình PL3: Xu thế biến động diện tích nghêu ở HTX Rạng Đông từ năm 2008 - 2012 83 Hình PL4: Xu thế biến động sản lượng nghêu ở Bình Đại từ năm 2008 - 2012 ...........83 Hình PL5: Xu thế biến động năng suất nghêu ở Bình Đại theo thời gian .....................84 Hình PL6: Xu thế biến động sản lượng nghêu ở HTX Đồng Tâm từ năm 2008 - 2012 .......................................................................................................................................84 Hình PL7: Xu thế biến động năng suất nghêu ở Bình Đại theo diện tích .....................85 Hình PL 8: Xu thế biến động năng suất nghêu ở HTX Đồng Tâm theo thời gian ........85 Hình PL9: Xu thế biến động năng suất nghêu ở HTX Đồng Tâm theo diện tích .........85 Hình PL10: Xu thế biến động sản lượng nghêu ở HTX Rạng Đông từ năm 2008 - 2012 .......................................................................................................................................86 Hình PL11: Xu thế biến động năng suất nghêu ở HTX Rạng Đông theo thời gian ......86 Hình PL12: Xu thế biến động năng suất nghêu ở HTX Rạng Đông theo diện tích ......87 1 MỞ ĐẦU Nguồn lợi nghêu Meretrix lyrata được đánh giá là tài nguyên thủy sản quan trọng nhất ở các bãi triều ven biển, cửa sông của tỉnh Bến Tre và đã được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (NN&PTNT) (trước đây là bộ Thủy sản) xếp vào danh mục các loài thủy sản có giá trị kinh tế cao ở Việt Nam. Vì chúng không chỉ là nguồn thực phẩm rất quan trọng trong nước mà còn là đối tượng xuất khẩu có giá trị cao. Hiện nay, nghêu là đối tượng xuất khẩu chiến lược của nhiều tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với thị trường xuất khẩu ngày càng được mở rộng và ổn định. Đầu tháng 11 năm 2009, nghề khai thác nghêu của tỉnh Bến Tre vừa chính thức đạt chứng nhận của Hội đồng Bảo tồn biển quốc tế (Marine Stewardship Council – MSC) khi đáp ứng được các tiêu chuẩn về sự bền vững và quản lý tốt. Như vậy, Bến Tre là khu vực đầu tiên ở Đông Nam Á nhận được chứng chỉ của MSC. Đây là sự kiện lịch sử – nghề cá quy mô nhỏ đầu tiên ở khu vực Đông Nam Á quản lý dựa vào cộng đồng được nhận chứng nhận MSC. Các HTX, tập đoàn và cộng đồng ngư dân ven biển được chính quyền giao quyền lợi và trách nhiệm giữ gìn, khai thác nguồn lợi nghêu để nâng cao chất lượng cuộc sống cộng đồng và góp phần xây dựng kinh tế, xã hội địa phương. Do vậy, việc quản lý phát triển bền vững nguồn tài nguyên ven biển này rất cần trách nhiệm cộng đồng của ngư dân. Bởi vì tính đặc thù của đối tượng nghêu tự nhiên chỉ có tổ chức quản lý cộng đồng mới đảm bảo cho quá trình phát triển bền vững. Tuy rằng, nguồn lợi nghêu mang lại cho địa phương nguồn thu khá lớn thông qua xuất khẩu và tiêu thụ ở các thị trường nội địa, góp phần đáng kể cải thiện đời sống của phần lớn các hộ ngư dân ven biển. Tuy nhiên, hiện tại áp lực khai thác ngày càng tăng, tài nguyên sinh vật và các hệ sinh thái biển đang bị suy giảm nghiêm trọng và đã gây ảnh hưởng lớn đến đời sống của cộng đồng dân cư ven biển. Chính vì thế, để phát triển nguồn lợi nghêu chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến việc bảo vệ môi trường tự nhiên, có kế hoạch khai thác nguồn lợi nghêu tự nhiên một cách hợp lý. Từ 2007 đến nay, do tác động của môi trường đã gây nên hiện tượng nghêu hàng loạt ở Bình Đại, nguồn lợi nghêu thường xuyên có sự biến động về diện tích, mật độ, 2 sản lượng và vùng phân bố. Việc quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu của các HTX quản lý nghêu ở Bình Đại đang gặp nhiều khó khăn. Vì vậy, thực hiện đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên ở huyện Bình Đại – Bến Tre”, nhằm mục đích hỗ trợ cho các HTX nghêu ỡ huyện Bình Đại giải quyết những khó khăn, bất cập trên. Bước đầu tiếp cận công nghệ GIS trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng nguồn lợi nghêu tự nhiên ở vùng ven biển huyện Bình Đại. Đồng thời làm cơ sở để áp dụng cho việc quản lý khai thác hợp lý và bảo vệ nguồn lợi tự nhiên ở đới bãi triều ven biển. Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: - Hoạt động quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên tại huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre. - Tình hình biến động bãi nghêu, sản lượng và mật độ nguồn lợi nghêu tại huyện Bình Đại. - Hoạt động khai thác nghêu tại huyện Bình Đại. Mục tiêu của đề tài như sau: - Đánh giá thực trạng quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên ở vùng ven biển huyện Bình Đại - Bến Tre. - Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên ở vùng ven biển huyện Bình Đại - Bến Tre. Nội dung thực hiện của đề tài là: - Đặc điểm phân bố nguồn lợi nghêu ở vùng ven biển Bình Đại – Bến Tre. - Đánh giá thực trạng quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu ở huyện Bình Đại – Bến Tre. - Ứng dụng GIS trong quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên ở huyện Bình Đại – Bến Tre. Đề tài thực hiện bằng cách tiếp cận mới, ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý nguồn lợi tự nhiên ở vùng bãi bồi ven biển, kết hợp với mô hình quản lý dựa vào cộng 3 đồng hiện tại nhằm góp phần nâng cao hiệu quả mô hình quản lý khai thác và bảo vệ nguồn lợi nghêu tự nhiên vùng ven biển Bến Tre nói chung, ở vùng ven biển huyện Bình Đại nói riêng. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS) được hình thành vào những năm 60 thế kỷ XX và phát triển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân... đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào.[27] Có nhiều cách tiếp cận khác nhau khi định nghĩa GIS. Nếu xét dưới góc độ hệ thống, thì GIS có thể được hiểu như một hệ thống gồm các thành phần: con người, phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và quy trình-kiến thức chuyên gia, nơi tập hợp các quy định, quy phạm, tiêu chuẩn, định hướng, chủ trương ứng dụng của nhà quản lý, các kiến thức chuyên ngành và các kiến thức về công nghệ thông tin. Hệ thống thông tin địa lý có thể được định nghĩa như là tập hợp các công cụ để thu thập, lưu trữ, chỉnh sửa, truy cập, phân tích và cập nhật các thông tin địa lý cho một mục đích chuyên biệt.[15] Định nghĩa của Nitin Kumar Triphthi (2000) học viện Công Nghệ Châu Á: "Hệ thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống các thông tin được sử dụng để thu thập, lưu trữ, xây dựng lại, thao tác, phân tích, biếu diễn các dữ liệu địa lý phục vụ cho công tác quy hoạch lập các quyết định về sử dụng đất, các nguồn tài nguyên thiên nhiên môi trường, giao thông, đô thị và nhiều thủ tục hành chỉnh khác."[53] 1.1.2. Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý bao gồm bốn thành phần quan trọng là phần cứng của máy tính, tập hợp các modul phần mềm ứng dụng, cơ sở dữ liệu GIS và yếu tố con 5 người. Yếu tố con người ở đây bao hàm cả các chuyên gia trong lĩnh vực GIS lẫn lĩnh vực chuyên môn hẹp là đối tượng của các ứng dụng GIS. Đây là thành phần quan trọng nhất, vì chỉ có con người mới có thể sử dụng các công cụ GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu và tạo ra các sản phẩm GIS. (Hình 1.1) Hình 1.1: Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý 1.1.3. Nguồn dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý Dữ liệu đầu vào của GIS là hết sức đa dạng: các bản đồ được xây dựng bằng công nghệ số hoặc được số hoá. Các dữ liệu thống kê, các đối tượng phi tỉ lệ (âm thanh, hình ảnh, sơ đồ, bản vẽ, văn bản) được thu thập lại dưới dạng số, được gọi là thuộc tính. Các ảnh vệ tinh và ảnh chụp bằng máy bay có thể là phương tiện để cập nhật nhanh hàng loạt thông tin lưu trữ trên GIS và ngày càng được sử dụng như một nguồn cung cấp dữ liệu cho GIS.(Hình 1.2) Hình 1.2: Các nguồn dữ liệu của hệ thống GIS 6 Cơ sở dữ liệu của GIS được lưu trữ dưới dạng các đối tượng hình học cơ bản như: điểm, đường, vùng; thông tin thuộc tính được lưu trữ dưới dạng số và chữ. Hai loại dữ liệu cơ bản này có mối liên hệ thống nhất và duy nhất với nhau. Việc liên kết dữ liệu bản đồ với dữ liệu thuộc tính của GIS trong một cơ sở dữ liệu tạo thành các hình ảnh của thế giới thực sinh động, với đầy đủ các thông tin cần thiết, sẽ giúp nhìn nhận một cách tổng thể toàn bộ hiện trạng các nguồn tài nguyên, từ đó thuận tiện trong việc xác định phương thức sử dụng và quản lý tối ưu các nguồn tài nguyên đó. Về nội dung: dữ liệu bản đồ trong GIS được chia thành hai nhóm: bản đồ nền và bản đồ chuyên đề. - Bản đồ nền: là cơ sở hình học để chứa mọi dữ liệu khác lên đó, đảm bảo cho dữ liệu được đồng nhất về mặt tọa độ, lưới chiếu. - Các bản đồ chuyên đề thường phân chia thành 3 nhóm: điều kiện tự nhiên môi trường, kinh tế xã hội và hạ tầng kỹ thuật. GIS cho phép người sử dụng tích hợp nhanh chóng và linh hoạt hình ảnh đơn giản vào các mô hình dữ liệu để tạo ra các hình ảnh phức tạp, thể hiện mối tương tác đa dạng giữa các đối tượng trong thế giới thực. 1.2. ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ NGUỒN LỢI THỦY SẢN 1.2.1. Ứng dụng GIS trong quản lý nghề cá trên thế giới Hệ thống thông tin địa lý thường được sử dụng để hiển thị hình ảnh, định lượng và phân tích dữ liệu không gian. Dữ liệu sinh thái bao gồm dữ liệu nghề cá, thường là cơ sở dữ liệu không gian và phù hợp tốt cho phân tích trong GIS. GIS đầu tiên xuất hiện đầu tiên tại Canada vào những năm 60, hai thập kỷ sau GIS được áp dụng trong môi trường biển. Meaden (2000) đã đưa ra một Mô hình khái niệm GIS trong hoạt động nghề cá, mô tả GIS là một nhiệm vụ phức tạp sớm được áp dụng bởi các nhà khoa học và các nhà nghiên cứu thủy sản. Vào giữa những năm 1980, Caddy và Garcia (1986) nhấn mạnh tầm quan trọng của bản đồ trên máy tính và phân tích không gian đối với nghề cá. Khoảng thời gian này, GIS đã được chứng minh là một công cụ có giá trị cho nuôi trồng thủy sản (FAO, 1985). Ứng dụng đầu tiên của GIS trong nghề cá là những ứng dụng xác định vị trí cho các hoạt động nuôi trồng thủy sản. [31, 45, 37] 7 Trong đầu những năm 90, GIS mở rộng phạm vi ứng dụng cho nghề cá. Một trong những ứng dụng phổ biến của GIS là xây dựng mô hình thích nghi giữa cá và môi trường sống ở khu vực ven bờ (rừng ngập mặn, cửa sông, thảm cỏ biển). Ứng dụng GIS để nghiên cứu và quản lý nghề cá được áp dụng rộng rãi vào những năm 2000 qua các lĩnh vực sau: Lập bản đồ môi trường sống của thủy sản, phân bố và sự phong phú của các loài thủy sản, mô hình hải dương học nghề cá, quản lý nghề cá. [39] Năm 1996, FAO xúc tiến việc sử dụng các hệ thống thông tin địa lý (GIS) để truy cập và sử dụng một loạt các thông tin liên quan trong lĩnh vực nghề cá thông qua một số hội thảo và các khóa học đào tạo. Đồng thời phổ biến các tài liệu kỹ thuật ứng dụng GIS về dịch vụ nghề cá biển, nghiên cứu thủy sản và lập kế hoạch quản lý/phát triển, bao gồm trong các lĩnh vực môi trường, viễn thám,… Ứng dụng của GIS trong khoa học thủy sản mang lại khả năng phân tích và biểu diễn rất nhiều dữ liệu được cung cấp từ nhiều nguồn khác nhau. Các dữ liệu trong GIS có khả năng biểu diễn mối tương quan giữa các yếu tố lý, hóa và các yếu tố sinh học trong môi trường nước. Qua phân tích, so sánh mối liên hệ phức tạp giữa các yếu tố môi trường GIS mô tả sự phân bố, môi trường sống của các đối tượng thủy sản cũng như dự đoán biến động nguồn lợi thủy sản, sự di cư của các đàn cá. Qua đó, GIS có khả năng hỗ trợ quản lý, lập ra kế hoạch, quyết định việc phát triển khai thác cũng như bảo tồn nguồn lợi thủy sản. [46] Phòng thủy sản thuộc tổ chức lương thực thế giới FAO là một trong những cơ quan có những ứng dụng GIS vào thủy sản rất sớm. Ngoài ra, tổ chức này còn trợ giúp cho rất nhiều chương trình nghiên cứu ứng dụng GIS trên thế giới. Một chương trình nghiên cứu sâu rộng GIS đối với thủy sản được tiến hành, mà một trong những kết quả nghiên cứu là việc lập bản đồ thống kê thủy sản thế giới, trong đó các số liệu về đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, cả nước ngọt và nước mặn của các nước trên thế giới năm 1999 được đưa vào bản đồ [38] Một số trường hợp ứng dụng GIS trong nghề cá tiêu biểu như sau: Xác định thời gian tối ưu để thả giống cá hồi ở vùng nước ven biển phía bắc Nhật Bản [47]; Xác định môi trường sống (habitat) cần thiết cho các loài cá nổi nhỏ ở vùng biển Địa Trung Hải của Tây Ban Nha [30]; Phát triển ứng dụng GIS quản lý tài nguyên biển của đảo 8 Rodrigues ở Ấn Độ Dương [35]; Ảnh hưởng của năng suất đánh bắt cá trong vùng cấm khai thác ở vịnh Maine, Hoa Kỳ [48, 33] Ứng dụng GIS trong quản lý nghề cá (chỉ tổng quan nghề cá biển) là một trong những công cụ mới nhất trong các công cụ quản lý nghề cá. GIS có khả năng thực hiện trong tất cả các khía cạnh của quản lý nghề cá khác nhau, từ cá lĩnh vực cộng đồng đến các lĩnh vực sinh học. Việc phân tích các số liệu điều tra lưới kéo có thể mất nhiều năm để đưa ra các dự báo trong tương lai. Với sự phát triển cơ sở dữ liệu khảo sát lưới kéo (Trawl Survey Data Viewer - TSDV), hệ thống cho phép phân tích sơ bộ dữ liệu thu thập trên tàu nghiên cứu, phân tích cơ bản và đưa ra thông tin về môi trường và sinh học quan trọng. Với hệ thống này nhà quản lý có thể xem thông tin quan trọng liên quan đến việc phân bố và biến động của một loài thủy sản. Thông qua phân tích số liệu bản đồ khảo sát trong lịch sử bằng công cụ GIS và việc kết hợp nhật ký đánh bắt của ngư dân (địa điểm, thời gian, sản lượng,…), ứng dụng GIS có thể làm tăng thêm dữ liệu nghiên cứu và độ chính xác cho việc ước tính về sự phân bố và sự phong phú tương đối của các loài cá thương mại. [40, 41] Việc sử dụng GIS có thể được kết hợp với mô hình đánh bắt để hỗ trợ trong việc ra quyết định về các vấn đề phát triển thủy sản và quy hoạch, nhằm giảm áp lực khai thác nguồn lợi thủy sản ven bờ. Xác định môi trường sống của các loài thủy sản là một cơ sở quan trọng trong quản lý nguồn lợi thủy sản. GIS có thể được sử dụng để tạo ra một bản đồ đa tham số cần thiết về sản lượng và tính bền vững của các loài cá. Sử dụng bản đồ này các nhà quản lý có thể xác định các vùng cấm khai thác, khu bảo tồn biển. Đồng thời, GIS có thể tổng hợp các thông tin để xác định các bản đồ ngư trường, phân bố sản lượng khai thác và các vùng tập trung khai thác theo mùa vụ [32, 53, 34] GIS được sử dụng như một công cụ kết hợp với các nguồn dữ liệu nghề cá khác nhau tạo thành một công cụ quản lý nghề cá hiệu quả. GIS tạo ra những hình ảnh trực quan mà trước đây các nhà quản lý nghề cá chưa quan tâm, công cụ này cho phép phân tích một khối lượng lớn dữ liệu cùng một lúc. Với việc hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và ứng dụng của GIS có thể phát triển những công cụ ứng dụng tốt cho tương lai. 9 1.2.2. Ứng dụng GIS trong quản lý nghề cá ở Việt Nam Tại Việt Nam, công nghệ GIS được thí điểm khá sớm và được sử dụng phổ biến để quán lý nhiều lĩnh vực. Từ năm 1995, Bộ Khoa học và Công nghệ đã thành lập dự án Hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường, tạo điều kiện cho nhiều cơ quan trong cả nước tiếp cận với công nghệ thông tin địa lý (GIS). Năm 1996, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 362/TTg và 363/TTg ngày 30/05/1996 xác định phương hướng, mục tiêu và nhiệm vụ hoạt động khoa học công nghệ từ năm 1996 – 2000, trong đó có nhiệm vụ: Triển khai các hệ thống thông tin phục vụ cho quản lý điều hành Nhà nước và hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ quản lý Nhà nước. Từ đó, hàng năm công nghệ GIS đều được Bộ Khoa học và Công nghệ xác định là một trong những nội dung nghiên cứu ứng dụng phục vụ nghiên cứu chuyên ngành và hiện đại hóa quản lý nhà nước. Cho đến nay việc ứng dụng GIS cho ngành thủy sản ở Việt Nam còn rất hạn chế. Ngành thủy sản chưa có cơ quan hoặc phòng ban chuyên trách nghiên cứu ứng dụng GIS; lực lượng cán bộ nghiên cứu còn rất mỏng, các công bố kết quả nghiên cứu ứng dụng GIS trong thủy sản rất ít. GIS là một trong những lĩnh vực được ứng dụng rất yếu đối với ngành thuỷ sản. Việc áp dụng các bài toàn trong phân tích để phục vụ quản lý chỉ mang tính cục bộ, nên dẫn đến dữ liệu manh mún. Mặt khác mức độ thành công và khả thi của các vấn đề nghiên cứu phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là dữ liệu đầu vào. Trong lĩnh vực khai thác thủy sản, việc ứng dụng GIS vào nghiên cứu cung cấp các thông tin về ngư trường khai thác cho các nghề lưới kéo, lưới vây, lưới rê, câu cá Ngừ đai dương, câu mực đại dương và cho một số đối tượng khai thác khác như cá Ngừ vằn, cá Nục heo, Mực ống, Mực nang. Tuy nhiên các thông tin chỉ mang tính định tính chỉ ra các khu vực có năng suất sản lượng trung bình cao cho các đối tượng và nghề cá nói trên. [23, 22, 2, 9]. Việc tổ chức đội tàu khai thác trên biển ứng dụng hệ thống GIS kết nối với hệ thống định vị toàn cầu GPS có thể quản lý đội tàu khai thác hải ở xa bờ đã được nghiên cứu. Tuy nhiên, chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu chế tạo thử nghiệm thiết bị cũng như 10 phần mềm ứng dụng quản lý đội tàu, chưa triển khai vào ứng dụng sản xuất vì nhiều lý do khác nhau. [20] Đối với nuôi trồng thủy sản, các nghiên cứu ứng dụng GIS chỉ là một phần của các dự án và kết quả thu được là rất hạn chế. Đa số các nghiên cứu này tập trung vào quy hoạch tổng thể cho các vùng ven biển. Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng GIS này mới chỉ dừng lại ở mức vẽ bản đồ quy hoạch vùng, chưa đi sâu vào thông tin thuộc tính cũng như việc phân tích các thông tin thuộc tính. [16, 10, 21]. Một số ứng dụng tiêu biểu như sau: “Ứng dụng GIS và AHP xây dựng bản đồ thích nghi đất đai cho nuôi tôm sú tại huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh”. Tuy nhiên, kết quả này chỉ mới dựa trên sự đánh giá thích nghi theo đặc tính của đất. Việc xác định vùng thích nghi cho nuôi tôm cần đánh giá thêm các tiêu chuẩn về điều kiện kinh tế - xã hội, hạ tầng và môi trường của vùng để có cơ sở chặt chẽ hơn trong việc hỗ trợ ra quyết định quy hoạch vùng nuôi. [8] Quy hoạch phát triển nuôi trồng thủy sản (NTTS) vùng đồng bằng sông cửu long đến năm 2015, định hướng đến năm 2020 do Viện Kinh tế và Quy hoạch Thủy sản thực hiện, đã ứng dụng GIS để hỗ trợ ra quyết định trong quy hoạch phát triển NTTS [16] “Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá thích nghi cho sự phát triển của nguồn lợi Nghêu vùng cửa sông, ven biển Tiền Giang, Bến Tre và Trà Vinh” là một chuyên đề nhánh thuộc đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình bảo vệ và phát triển nguồn lợi Nghêu (Meretrix lyrata), Sò huyết (Anadara granosa) ở vùng cửa sông, ven biển Tiền Giang, Bến Tre và Trà Vinh” do Phân viện Quy hoạch Thủy sản phía Nam chủ trì thực hiện, đã cung cấp một trong những cơ sở khoa học để xác định vị trí, quy mô các khu bảo vệ và phát triển nguồn lợi Nghêu. [19] Ở Bến Tre, “Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bộ tiêu chuẩn và ngưỡng môi trường tối ưu và cơ sở dữ liệu dự báo cảnh báo diễn biến môi trường vùng nuôi tôm công nghiệp ở Bến Tre” đã đáp ứng bước đầu về việc xác định bộ tiêu chuẩn và ngưỡng môi trường tối ưu cũng như dự báo, cảnh báo môi trường nuôi tôm theo mô hình quản lý dữ liệu phân tán Client - Server. [6]